Question

19．短周期元素a、b、c、d的原子序數(shù)依次增大，c和d位于同主族且原子序數(shù)相差8；基態(tài)a原子核外有3個(gè)能級(jí)上容納電子且每個(gè)能級(jí)上電子數(shù)相等，c原子s能級(jí)電子總數(shù)與p能級(jí)電子數(shù)相等，基態(tài)e原子的M層上有2個(gè)未成對(duì)電子且無空軌道．
（1）在a、b、c中，第一電離能由大到小排序?yàn)镹＞O＞C（用元素符號(hào)表示）；基態(tài)e原子的價(jià)層電子排布式為3d⁸4s²．
（2）配合物e（ac）₄在常溫下呈液態(tài)，易溶于四氯化碳、苯等有機(jī)溶劑．固態(tài)e（ac）₄的晶體類型是分子晶體．已知（dab）₂分子中含非極性鍵，分子中每個(gè)原子最外層都達(dá)到8個(gè)電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，1mol（dab）₂分子含σ鍵的數(shù)目為5×6.02×10²³．
（3）寫出一種與dab互為等電子體的分子CO₂（或N₂O）（填化學(xué)式）．
ac₃^2-的中心原子雜化類型為sp²；dc₃^2-的空間構(gòu)型為三角錐型．
（4）ec晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl相似，其晶胞邊長為a pm，列式計(jì)算該晶胞的密度為$\frac{4×75}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-10}）^{3}}$g•cm^-3（不必計(jì)算出結(jié)果，阿伏伽德羅常數(shù)的值為N_A），晶胞中c粒子的配位數(shù)為6．
（5）人工合成的ec晶胞存在缺陷，即陽離子有+3、+2價(jià)兩種．某人工合成的晶體樣品組成為e_0.96c，則該晶體中+3價(jià)、+2價(jià)兩種離子的個(gè)數(shù)之比為1：11．

Answer 1

分析 短周期元素a、b、c、d的原子序數(shù)依次增大，c原子s能級(jí)電子總數(shù)與p能級(jí)電子數(shù)相等，c的電子排布為1s²2s²2p⁴，c和d位于同主族且原子序數(shù)相差8，可知c為O，d為S；基態(tài)a原子核外有3個(gè)能級(jí)上容納電子且每個(gè)能級(jí)上電子數(shù)相等，a的電子排布為1s²2s²2p²，則a為C元素，結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系可知b為N；基態(tài)e原子的M層上有2個(gè)未成對(duì)電子且無空軌道，e的電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，則e為Ni，以此來解答．

解答 解：短周期元素a、b、c、d的原子序數(shù)依次增大，c原子s能級(jí)電子總數(shù)與p能級(jí)電子數(shù)相等，c的電子排布為1s²2s²2p⁴，c和d位于同主族且原子序數(shù)相差8，可知c為O，d為S；基態(tài)a原子核外有3個(gè)能級(jí)上容納電子且每個(gè)能級(jí)上電子數(shù)相等，a的電子排布為1s²2s²2p²，則a為C元素，結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系可知b為N；基態(tài)e原子的M層上有2個(gè)未成對(duì)電子且無空軌道，e的電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，則e為Ni，
（1）非金屬性強(qiáng)的第一電離能大，但N的2p電子半滿為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則a、b、c中，第一電離能由大到小排序?yàn)镹＞O＞C，基態(tài)e原子的價(jià)層電子排布式為 3d⁸4s²，
故答案為：N＞O＞C；3d⁸4s²；   
（2）易溶于四氯化碳、苯等有機(jī)溶劑．固態(tài)e（ac）₄的晶體類型是分子晶體，（SCN）₂分子結(jié)構(gòu)中含S-C、C≡N鍵，結(jié)構(gòu)式為N≡C-S-S-C≡N，單鍵為σ鍵，三鍵中含1個(gè)σ鍵，1mol（dab）₂分子含σ鍵的數(shù)目為1mol×5×6.02×10²³=5×6.02×10²³個(gè)，
故答案為：分子晶體；5×6.02×10²³；
（3）與dab互為等電子體的分子中原子數(shù)為3，價(jià)電子數(shù)為15，如CO₂（或N₂O），CO₃^2-的中心原子C的孤對(duì)電子為$\frac{4+2-2×3}{2}$=0，成鍵數(shù)為3，雜化類型為sp²雜化；SO₃^2-中S的孤對(duì)電子為$\frac{6+2-2×3}{2}$=1，成鍵數(shù)為3，雜化類型為sp³雜化，空間構(gòu)型為三角錐型，
故答案為：CO₂（或N₂O）；sp²； 三角錐型；
（4）NiO的晶體為立方面心結(jié)構(gòu)，如圖，以體心的原子周圍有6個(gè)不同的配位原子可知，晶胞中c粒子的配位數(shù)為6，晶體中含O為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，含Ni為1+12×$\frac{1}{4}$=4，晶胞邊長為a pm，體積為（a×10^-10cm）³，該晶胞的密度為$\frac{4×75}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-10}）^{3}}$g•cm^-3，
故答案為：$\frac{4×75}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-10}）^{3}}$； 6；
（5）設(shè)1mol Ni_0.96O中含Ni³⁺xmol，Ni²⁺為（0.96-x）mol，根據(jù)晶體仍呈電中性，可知 3x+2×（0.96-x）=2×1，解得x=0.08mol，Ni²⁺為（0.96-x）mol=0.88mol，即離子數(shù)之比為Ni³⁺：Ni²⁺=0.08：0.88=1：11，
故答案為：1：11．

點(diǎn)評(píng) 本題考查晶胞計(jì)算及原子結(jié)構(gòu)，為高頻考點(diǎn)，把握電子排布規(guī)律推斷元素、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意（4）中計(jì)算為解答的難點(diǎn)，題目難度不大．